एथन से पूछें: क्या गुरुत्वाकर्षण की परिणति भौतिकी के सरलतम नियमों का उल्लंघन करती है?

फिल्में मानवता के भविष्य के विषय पर हमारी कल्पना को उत्तेजित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं, और यह अंतरिक्ष यात्रा के क्षेत्र में सबसे अधिक स्पष्ट है। पिछले कुछ वर्षों में, इंटरस्टेलर, मार्टियन और ग्रेविटी जैसी फिल्मों ने हमें यह कल्पना करने में मदद की है कि भविष्य में क्या संभव होगा, लेकिन साथ ही साथ यह सवाल भी छोड़ दिया कि ये फिल्में कितनी सही हैं। मुझे यह प्रश्न ट्रॉय स्टीवर्ट से मिला:

मेरी पत्नी और मैंने शाम को ग्रेविटी देखी और देखा कि नीचे दी गई तस्वीर में क्या दिखाया गया है। सवाल यह है कि, जब जॉर्ज ने टॉट फ़ाइल को जाने दिया, जब वे अंतरिक्ष में लटकते हैं, तो वह उड़ जाता है? दरअसल, इस समय वजन समान है और एक भूमिका नहीं निभाता है। पत्नी का मानना ​​है कि वे द्रव्यमान में अंतर के कारण विभिन्न गति से अंतरिक्ष में तैर रहे हैं। मेरा मानना ​​है कि दिशा बदलने की कोशिश करते समय जन केवल एक भूमिका निभाता है। तो जॉर्ज खुद को अनसुना करते हुए क्यों उड़ जाता है?

और यह तस्वीर।



इस दृश्य में, दो अंतरिक्ष यात्री उस तक पहुंचने के लिए एक हताश प्रयास में अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन के पिछले हिस्से में उड़ते हैं। ट्रिगर पैराशूट के साथ सोयूज मॉड्यूल में से एक है। रयान स्टोन (सैंड्रा बुलॉक) और मैट कॉवल्स्की (जॉर्ज क्लूनी) उससे चिपटने की कोशिश कर रहे हैं। दोनों असफल हो जाते हैं, लेकिन स्टोन अपने पैर से पैराशूट लाइन पर चढ़ जाता है और कोवलस्की को पकड़ लेता है। वे देखते हैं कि कॉर्ड उनमें से दो को खड़ा नहीं करेगा, इसलिए कोवाल्स्की ने अनहुक किया और धीरे-धीरे पत्थर और अंतरिक्ष स्टेशन से दूर अंतरिक्ष में तैरने लगा।

लेकिन इस परिदृश्य के साथ, ट्रॉय द्वारा वर्णित एक समस्या है। जाहिर है, यह न्यूटन के पहले कानून का खंडन करता है।



न्यूटन के पहले कानून को मानव जाति के लिए जाना जाने वाला सबसे पुराना भौतिकी कानून कहा जा सकता है: बाकी वस्तुएं शांति बनाए रखती हैं, और चलती वस्तुएँ अपनी दिशा और गति को बनाए रखती हैं यदि बाहरी बल उन पर कार्य नहीं करते हैं। स्टोन और कोवाल्स्की ने पैराशूट लाइन को पकड़ने के बाद, इसे बढ़ाया और अब नहीं बढ़ाया गया, उन्हें उसी गति से और उसी दिशा में बढ़ना चाहिए। पहली नज़र में, उनके लिए गोफन खींचने का कोई कारण भी नहीं है - वे तेजी के बिना, निरंतर गति से चले गए, जिसका अर्थ है कि कोई शक्ति नहीं है। लेकिन फिर भी, कॉवेल्स्की उड़ने के बाद बेहोश हो गया।



लब्बोलुआब यह है कि बाहरी ताकतें यहां काम करती हैं। उदाहरण के लिए, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का एक बल है। एक छोटा, लेकिन नगण्य नहीं है, दुर्लभ वातावरण से प्रभाव (इसलिए, कम कक्षाओं में उपग्रहों को समय-समय पर उठाया जाना चाहिए, अन्यथा वे अपनी कक्षाओं को छोड़ देंगे और वातावरण में जल जाएंगे)। इंटरनेशनल स्पेस स्टेशन स्टोन या कोवाल्स्की की तुलना में अधिक विशाल है, इसलिए यह गुरुत्वाकर्षण के लिए अधिक प्रवण है। लेकिन इससे कोई फर्क नहीं पड़ता, क्योंकि न्यूटन का तीसरा नियम, जिसमें कहा गया है कि F = ma का कहना है कि ISS, स्टोन और कोवाल्स्की की गति समान होनी चाहिए, यहां तक ​​कि विभिन्न द्रव्यमानों के साथ भी।

वातावरण का प्रभाव भी एक दिलचस्प सवाल है। यह वस्तु के घनत्व, उसके सतह क्षेत्र और आकार पर निर्भर करता है। इस कारण से, यदि गैलीलियो ने वास्तव में अलग-अलग द्रव्यमान की दो गेंदों को गिराने और पीसा में एक झुके हुए टॉवर से एक ही आकार का प्रयोग किया, तो उन्हें लगेगा कि एक भारी गेंद तेजी से जमीन पर गिरी: 5 किलो वजन वाली गेंद की तुलना में, एक गेंद का वजन 500 ग्राम ने केवल 10% आकर्षण का अनुभव किया होगा लेकिन वायु प्रतिरोध का 22%! आईएसएस की तुलना में एक हल्का और कम घनी वस्तु - उदाहरण के लिए, एक आदमी - वायुमंडल से अधिक खींचने वाली शक्ति का अनुभव करेगा, और इसलिए कक्षा में होने पर यह अधिक सक्रिय रूप से धीमा हो जाएगा।



लेकिन फिल्म में जो हो रहा है, उसके लिए यह काफी नहीं है। आईएसएस में वायु घनत्व इतना कम है कि कोवाल्स्की को एक तरफ आंसू आने में कई महीने लगेंगे। यह केबल के ऊपर एक साधारण झटके के साथ अंतरिक्ष यान के किनारे पर भेजा जा सकता था और इससे पूरा प्रकरण छूट जाता था।

लेकिन कुछ, अगर हम फिल्म के पोस्टर को सच मानते हैं, तो हमने इस पर ध्यान नहीं दिया। क्या होगा यदि हम केबल को रैखिक प्रणाली के रूप में नहीं मानते हैं, लेकिन ध्यान दें कि वस्तुओं की व्यवस्था में कोने हैं?



कोवाल्स्की स्पष्ट रूप से स्टोन के कोण पर स्थित है, जो आईएसएस के कोण पर स्थित है। अंतरिक्ष में ऐसी स्थिति क्या हो सकती है? अंतरिक्ष यान का रोटेशन! यह हाल ही में लॉन्च या टकराव (जैसा कि फिल्म में होता है) के कारण होने वाले छोटे रोटेशन के कारण भी हो सकता है जो आईएसएस सेंटर ऑफ मास को छोड़कर किसी भी स्थान पर हुआ हो। यदि आपने कभी एक गेंद को रस्सी पर घुमाया और फिर उसे काट दिया, तो आप जानते हैं कि गेंद एक सीधी रेखा में उड़ती है।



अंतरिक्ष में, ऐसा घुमाव बहुत धीमा हो सकता है। इतना धीमा कि किसी एपिसोड को देखते समय शायद ही इसे महसूस किया जा सके। लेकिन यह निम्नलिखित के लिए पर्याप्त हो सकता है:
• केबल को तना हुआ रखें।
• एक जोखिम प्रदान करें कि केबल के अंत में द्रव्यमान इसे फाड़ सकता है।
• यदि अंत में वजन जारी किया जाता है (कोवाल्स्की केबल जारी करता है), तो यह जड़ता के कारण दूर हो जाएगा।

तो, ट्रॉय, आप सही कह रहे हैं, केबल को खींचने के लिए किसी तरह का त्वरण आवश्यक है, इसे तोड़ने का जोखिम, और जब स्टेशन से दूर केबल निकलता है तो भी कोवाल्स्की को स्थानांतरित करें। यह त्वरण आपकी गति में परिवर्तन के कारण बाहरी बल के कारण हो सकता है, या घूर्णी गति द्वारा दिशा परिवर्तन का कारण बन सकता है। फिल्म में मैंने जो देखा, उसके आधार पर मैं निर्देशन में बदलाव का चयन करता हूं: छोटा, लेकिन फिल्म में दिखाए गए प्रभाव का कारण बनने के लिए पर्याप्त है।



शायद मैं ज्यादातर वैज्ञानिकों की तरह फिल्में नहीं देखता। मैं खामियों या साजिश के छेद की तलाश नहीं करता, मैं यह नहीं कहता: " यह असंभव है !"। मैं यह समझने की कोशिश कर रहा हूं कि भौतिकी के नियमों द्वारा प्रदान की गई संभावनाओं के साथ क्या हो रहा है, और यहां मुझे ऐसा विकल्प मिला। रोटेशन ने फिल्म द मार्टियन में भी बड़ी भूमिका निभाई; एक क्षण था जब मैं मैट डेमन पर चीखना चाहता था, जिसने अपने स्पेससूट की आस्तीन में छेद कर दिया था - मैं समझ नहीं पाया कि उसने उड़ान को बेहतर ढंग से नियंत्रित करने के लिए इसे अपने द्रव्यमान के केंद्र के करीब क्यों नहीं रखा था!

परिणामस्वरूप, कोवेल्स्की के रूप में इस तरह के एक अनुभवी अंतरिक्ष यात्री को स्टेशन के करीब जाने के लिए एक शक्तिशाली झटका बनाने की कोशिश की जा सकती है, अगर केवल इसका रोटेशन फिल्म में देखी गई तुलना में अधिक नहीं था, तो ऐसा पैंतरेबाज़ी असंभव होगा। लेकिन किसी भी तरह का त्वरण एकमात्र कारण है, जिससे अंतरिक्ष यात्री, अस्वस्थ, दूर उड़ना शुरू कर देगा। तो ऐसे प्रभाव के लिए एक स्पष्टीकरण होना चाहिए। खैर, या फिल्म निर्माताओं ने बस यह तय किया कि कथानक, इतिहास और संप्रदाय विज्ञान की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण हैं, और वे बस एक विशेष रूप से अचारदार एस्ट्रोफिजिसिस्ट की उपस्थिति का इंतजार नहीं करते हैं, जो कि होने वाली हर चीज के लिए उपयुक्त स्पष्टीकरण देगा!